Energia - Bài 1: Điều khiển LED và nút nhấn qua các ví dụ
Điều khiển LED là bài cơ bản khi mới bắt đầu, nhưng nếu chỉ điều khiển bật tắt LED không thì cũng hơi buồn chán một chút, thôi thì thay đổi không khí riêng về LED và nút nhấn mình làm một loạt ví dụ luôn cho dễ làm quen.
Trước khi bắt đầu thì mình post lại hình ảnh pinout của TIVA cho các bạn tiện theo dõi chân cẳng
Cấu trúc chung của một chương trình Energia thường có dạng
void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
// Đây là nơi bạn cấu hình chân IO, tốc độ baud, khai báo,...
}
void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
// Đây là phần để viết chương trình chính.
}Trước khi bắt đầu các bạn nên dành thời gian khoảng 30ph để xem và làm theo các ví dụ trong video lập trình ARM TIVA với Energia để khởi động làm quen.Trong các ví dụ dưới mình tổng hợp và thay đổi lại từ các ví dụ của Energia cho phù hợp với kit TIVA kèm theo giải thích bằng comment bên cạnh dòng lệnh luôn cho các bạn tiện theo dõi
Fade LED
Ví dụ cơ bản đầu tiên để bắt đầu là làm một LED sáng dần và tắt dần.
// Chuong trinh sang dan tat dan 1 LED
// Khai bao bien
int brightness = 0; //Bien do sang LED
int fadeAmount = 5; //So diem LED sang dan tat dan
void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
pinMode(GREEN_LED, OUTPUT); //Cau hinh LED xanh la output
}
void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
//Dieu chinh do sang cua LED xanh
analogWrite(GREEN_LED, brightness);
//Thay doi do sang trong vong lap tiep theo
brightness = brightness + fadeAmount;
//Dao chieu,thay doi tu sang dan sang tat dan
if(brightness == 0 || brightness == 255)
{
fadeAmount = -fadeAmount;
}
delay(30);
}Fade 3 LED
Tiếp tục với việc làm sáng 3 LED lần lượt với các độ sáng khác nhau, hàm analogWrite ở đây tương ứng với PWM nếu bạn dùng nó để điều khiển động cơ.
//Chuong trinh chop tat thu tu 3 LED sang dan, tat dan
const int analogWritePin[] = {30, 39, 40}; //Su dung LED co san RED,GREEN,BLUE tren kit tuong ung voi chan 30,39,40
//Tuong ung voi chan PC4 PC5 PC6
void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
//Cau hinh cac chan PC4=6 la output
for (int thisPin = 0; thisPin <=3; thisPin++)
{
pinMode(analogWritePin[thisPin], OUTPUT);
}
}
void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
//Chuong trinh chinh
for (int thisPin = 0; thisPin <=3; thisPin++)
{
//Thuc hien sang dan
for(int brightness = 0; brightness<255; brightness++)
{
analogWrite(analogWritePin[thisPin], brightness);
delay(2);
}
//Thuc hien tat dan
for(int brightness = 255; brightness>=0; brightness--)
{
analogWrite(analogWritePin[thisPin], brightness);
delay(2);
}
delay(100);
}
}Blink 2 LED
Với ví dụ này ta có thể điều khiển truy xuất, điều khiển từng LED riêng biệt. Ở đây mình tận dụng 2 LED có sẵn là xanh lá và xanh lam, bạn có thể nối LED riêng ở ngoài và khai báo 5-10 chân (ví dụ chân từ 30-40) để điều khiển tăng độ khó
/*
Sử dụng mảng để khai báo và điều khiển nhiều LED
created 2006
by David A. Mellis
modified 16 Apr 2013
by Adrian Fernandez
Hardware Required:
* TIVA LaunchPad
* 2 LEDs
*/
int timer_ms = 100; // Thời gian timer 100ms
int ledPins[] = {39,40}; // Mảng 2 phần tử lưu chân LED xanh lá và xanh da trời
int pinCount = 2; // Chiều dài của mảng tương ứng với số chân lựa chọn
void setup() {
// Sử dụng vòng lặp for để khai báo chân
for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) {
pinMode(ledPins[thisPin], OUTPUT);
}
}
void loop() {
// Vòng lặp cho chân nhỏ nhất tới chân lớn nhất
for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) {
// Bật từng chân ON
digitalWrite(ledPins[thisPin], HIGH);
delay(timer_ms);
// Tắt từng chân OFF
digitalWrite(ledPins[thisPin], LOW);
}
// Đảo lại từ chân lớn về chân nhỏ
for (int thisPin = pinCount - 1; thisPin >= 0; thisPin--) {
// Bật
digitalWrite(ledPins[thisPin], HIGH);
delay(timer_ms);
// Tắt
digitalWrite(ledPins[thisPin], LOW);
}
}Blink LED 2
Ngoài việc sử dụng hàm delay() có sẵn của Energia thì còn một cách khác là dùng millis(), có thể xem cách này tương tự như lập trình timer 🙂
/*
Chương trình chớp LED không sử dụng hàm delay
The circuit:
* Sử dụng kit TIVA Launchpad
* Sử dụng LED xanh có sẵn trên kit
created 2005
by David A. Mellis
modified 8 Feb 2010
by Paul Stoffregen
modified 27 Apr 2012
by Robert Wessels
This example code is in the public domain.
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/BlinkWithoutDelay
*/
const int ledPin = GREEN_LED; //Khai báo chân LED xanh lá
int ledState = LOW; // Biến trạng thái LED
long previousMillis = 0; // biến thời gian cuối cùng update LED
// the follow variables is a long because the time, measured in miliseconds,
// will quickly become a bigger number than can be stored in an int.
long interval = 1000; // Thời gian để blink LED (milliseconds)
void setup() {
// Cấu hình chân output
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
// Hàm millis trả về giá trị thời gian hiện tại (ms) từ lúc cấp nguồn cho kit
unsigned long currentMillis = millis();
if(currentMillis - previousMillis > interval) {
previousMillis = currentMillis;
// Nếu LED off thì đảo trạng thái LED qua biến trạng thái
if (ledState == LOW)
ledState = HIGH;
else
ledState = LOW;
// Bật tắt led
digitalWrite(ledPin, ledState);
}
}Ấn nút chớp LED
Sau khi qua vài bài về LED thì chúng ta sẽ thử thao tác giữa nút nhấn và LED, ở đây mình tận dụng luôn nút nhấn có trên kit, đỡ phải nối dây thêm phức tạp. Nếu bạn muốn nối nút nhấn ở ngoài thì tham khảo thêm về cách kết nối nút nhấn dạng pull up nhé.
//Chuong trinh an nut sang LED
void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
//Cau hinh uart
Serial.begin(9600);
pinMode(31, INPUT_PULLUP); //Cau hinh chan 31 noi voi nut nhan,tro keo len
pinMode(40,OUTPUT); //Cau hinh LED xanh (tren kit) la output
}
void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
//Chuong trinh chinh
int buttonVal = digitalRead(31);
//In gia tri cua nut nhan
Serial.println(buttonVal);
//Kiem tra neu nut chua duoc nhan thi tat LED
if (buttonVal == HIGH)
{
digitalWrite(40, LOW);
}else{
digitalWrite(40,HIGH); //Nguoc lai thi bat LED
}
}Bật tắt LED
Sau khi thử nghiệm nhấn nút điều khiển LED rồi thì mình thử sang bài điều khiển bật tắt LED từ máy tính xem sao, ấn chữ H sau đó enter thì LED sáng, ngược lại chữ L thì LED tắt.
/*
Bật tắt LED thông qua máy tính
Khi gõ kí tự H từ máy tính để bật LED và L để tắt LED
Phần cứng:
* TIVA C LaunchPad
* Sử dụng LED xanh nối với chân 40
created 2006
by David A. Mellis
modified 30 Aug 2011
by Tom Igoe and Scott Fitzgerald
Modified 15 April 2013
By Sean Alvarado
This example code is in the public domain.
*/
const int ledPin = 40; // LED xanh
int incomingByte; // Biến lưu dữ liệu gửi từ máy tính
void setup() {
// Cấu hình serial với baud 9600
Serial.begin(9600);
// Cấu hình LED là output
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
// Kiểm tra nếu có dữ liệu tới
if (Serial.available() > 0) {
// Đọc dữ liệu trong buffer
incomingByte = Serial.read();
// Nếu là H (ASCII 72),bật LED:
if (incomingByte == 'H') {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
}
// Nếu là L (ASCII 76) tắt LED:
if (incomingByte == 'L') {
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}
}Điều khiển màu
Điều khiển được 1 LED rồi, giờ chúng ta thử với 3LED phối hợp, tạo mã màu điều khiển màu sắc của LED RGB xem sao. Bài này có thể ứng dụng được cho điều khiển LED RGB thông qua máy tính.
/*
Điều khiển led RGB qua máy tính
Sau khi nạp chương trình ấn mã màu tương ứng ví dụ 0,255,123 sau đó enter
Mạch điện:
* Sử dụng kit TIVA Launchpad và 3 LED có sẵn trên kit
* LED đỏ nối với chân 30
* LED xanh lá nối với chân 39
* LED lam nối với chân 40
created 13 Apr 2012
by Tom Igoe
Modified 12 Apr 2013
by Sean Alvarado
This example code is in the public domain.
*/
// pins for the LEDs:
const int redPin = 30;
const int greenPin = 39;
const int bluePin = 40;
void setup() {
// Cấu hình serial với baud 9600
Serial.begin(9600);
// Cấu hình LED output
pinMode(redPin, OUTPUT);
pinMode(greenPin, OUTPUT);
pinMode(bluePin, OUTPUT);
}
void loop() {
// Kiểm tra khi có tín hiệu từ serial
while (Serial.available() > 0) {
// Lưu các giá trị nhận được vào từng biến
int red = Serial.parseInt();
// thực hiện lại
int green = Serial.parseInt();
// thực hiện lại
int blue = Serial.parseInt();
// Kiểm tra khi ấn enter thì dừng nhận dữ liệu
if (Serial.read() == '\n') {
// Giá trị bắt buộc nằm trong khoảng từ 0-255
red = constrain(red, 0, 255);
green = constrain(green, 0, 255);
blue = constrain(blue, 0, 255);
// Thực hiện PWM theo giá trị nhận được để thay đổi màu sắc LED
analogWrite(redPin, red);
analogWrite(greenPin, green);
analogWrite(bluePin, blue);
// IN các giá trị ra dưới dạng hex
Serial.print(red, HEX);
Serial.print(green, HEX);
Serial.println(blue, HEX);
}
}
}Đọc nút nhấn
Nút nhấn điều khiển LED đã ổn rồi, giờ làm thế nào để biết là nút đã ấn hay chưa nhỉ, thử lập trình xem trạng thái nút xem thế nào ? Nếu có ấn thì hiển thị số 1, không ấn thì số 0
/*
Đọc trạng thái nút nhấn và in trạng thái này ra terminal
Phần cứng:
* Tiva LaunchPad
* Sử dụng nút nhấn PB1 chân 31
This example code is in the public domain.
*/
// Nút nhấn nối với chân 31 (PB1)
int pushButton = 31;
void setup() {
// Cấu hình serial baud 9600:
Serial.begin(9600);
// Cấu hình nút nhấn là INPUT pullup
pinMode(pushButton, INPUT_PULLUP);
}
void loop() {
// Đọc chân input:
int buttonState = digitalRead(pushButton);
// In trạng thái nút nhấn:
Serial.println(buttonState);
delay(1); // delay
}
Đếm số lần ấn nút
Tiếp tục cải tiến ví dụ trước đếm xem nút nhấn được ấn bao nhiêu lần
/*
Chương trình đếm số lần nhấn nút và hiển thị trạng thái hiện tại của nút nhấn là on hay off
Mạch điện:
* Sử dụng kit TIVA Launchpad
* Sử dụng nút nhấn sẵn có trên kit kết nối với chân 31
* LED sử dụng LED đỏ có trên kit
created 27 Sep 2005
modified 30 Aug 2011
by Tom Igoe
modified 27 Apr 2012
Robert Wessels
This example code is in the public domain.
http://arduino.cc/en/Tutorial/ButtonStateChange
*/
const int buttonPin = 31; // Chân nối với nút nhấn
const int ledPin = RED_LED; // Chân nối với LED
int buttonPushCounter = 0; // biến đếm số lần ấn nút
int buttonState = 0; // biến trạng thái nút nhấn
int lastButtonState = 0; //biến trạng thái trước đó của nút nhấn
void setup() {
// Cấu hình nút nhấn là input
pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
// Cấu hình LED là output
pinMode(ledPin, OUTPUT);
// Cấu hình in dữ liệu với tốc độ 9600
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
// Đọc trạng thái nút nhấn
buttonState = digitalRead(buttonPin);
// So sánh trạng thái này với trạng thái trước đó
if (buttonState != lastButtonState) {
// Nếu khác thì tăng biến đếm lên
if (buttonState == HIGH) {
// Nếu trạng thái hiện tại là HIGH thì in trạng thái
// nút nhấn là on
// wend from off to on:
buttonPushCounter++;
Serial.println("on");
Serial.print("number of button pushes: ");
Serial.println(buttonPushCounter);
}
else {
// Nếu trạng thái hiện tại là LOW thì in off
Serial.println("off");
}
}
// Lưu trạng thái hiện tại lại để so sánh trong các
// vòng lặp tiếp theo
lastButtonState = buttonState;
// Thực hiện bật LED sau mỗi 4 lần nhấn để kiểm tra biến đếm nút nhấn
if (buttonPushCounter % 4 == 0) {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}Tạm kết
Coi như chúng ta đã đi qua một cơ số bài về LED, nút nhấn, hiển thị thông tin qua terminal, các bài phối hợp giữa 3 cái trên, đọc hiển thị trạng thái, quá nhanh quá nguy hiểm. Hi vọng sẽ giúp được các bạn làm quen nhanh chóng và có thể ứng dụng được vào các bài toán của riêng mình.